KR100922062B1 - 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는, 다수의 데이터선 및 주사선에 의해 구획된 영역 내에 형성된 화소 및 상기 다수의 화소들로 구성된 화소부가 포함되는 제 1기판과; 상기 제 1기판과 소정 간격 이격되어 배치되는 제 2기판과; 상기 각각의 화소에는 화소 회로 및 상기 화소 회로에 연결되는 한 쌍의 유기 발광 다이오드(제 1 및 제 2유기 발광 다이오드)가 구비되며, 상기 제 1유기 발광 다이오드는 상기 제 1기판 상의 각 화소 영역에 형성되고, 제 2유기 발광 다이오드는 상기 제 1기판 상의 각 화소 영역에 대응되는 제 2기판 상의 영역에 형성됨을 특징으로 한다.

Description

유기전계발광 표시장치{Organic Light Emitting Display device}
본 발명은 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 하나의 화소부로 2개의 디스플레이를 구현하는 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기전계발광 표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소(4)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 유기 발광 다이오 드(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(2)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(2)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(2)로부터 공급되는 전류에 대하여 소정 휘도의 빛을 생성한다. 상기 화소회로(2)는 주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다.
이를 위해, 화소회로(2)는 제 1전원(ELVDD)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속된 제 2트랜지스터(M2)와, 제 2트랜지스터(M2), 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)의 사이에 접속된 제 1트랜지스터(M1)와, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제 1전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다.
여기서, 제 1전극은 소오스전극 및 드레인전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소오스전극으로 설정되면 제 2전극은 드레인전극으로 설정된다. 주사선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 접속된 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측단자 및 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다.
이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
하지만, 이와 같은 종래의 유기전계발광 표시장치의 각 화소에는 단지 하나의 유기발광 다이오드(OLED)만이 연결되어 있으므로, 상기 각각의 화소들로 구성되는 화소부는 일면으로만 표시되는 하나의 디스플레이를 구현할 수 밖에 없다는 단점이 있다.
본 발명은 유기전계발광 표시장치의 각 화소에 한 쌍의 유기발광 다이오드(OLED)가 포함되고, 이를 통해 상기 각각의 화소들로 구성되는 화소부가 서로 다른 평면 상에 구비되어 양면으로 표시되는 한 쌍의 디스플레이를 구현할 수 있는 유기전계발광 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는, 다수의 데이터선 및 주사선에 의해 구획된 영역 내에 형성된 화소 및 상기 다수의 화소들로 구성된 화소부가 포함되는 제 1기판과; 상기 제 1기판과 소정 간격 이격되어 배치되는 제 2기판과; 상기 각각의 화소에는 화소 회로 및 상기 화소 회로에 연결되는 한 쌍의 유기 발광 다이오드(제 1 및 제 2유기 발광 다이오드)가 구비되며, 상기 제 1유기 발광 다이오드는 상기 제 1기판 상의 각 화소 영역에 형성되고, 제 2유기 발광 다이오드는 상기 제 1기판 상의 각 화소 영역에 대응되는 제 2기판 상의 영역에 형성됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 1기판 상에 형성된 제 1유기 발광 다이오드들은 제 1면으로 화상을 표시하는 제 1디스플레이부를 구현하고, 상기 제 2기판 상에 형성된 제 2유기 발광 다이오드들은 제 2면으로 화상을 표시하는 제 2디스플레이부를 구현한다.
또한, 상기 제 2유기 발광 다이오드들은 도전성의 연결부를 통해 상기 화소회로와 전기적으로 연결되며, 상기 연결부는 상기 제 1기판과 제 2기판 사이에 수직 형상으로 형성되고, 탄소 나노 튜브 다발 또는 도전성 격벽으로 구현됨을 특징 으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 단순한 공정을 통해 하나의 화소부를 이용하여 서로 다른 평면 상에 구비되어 양면으로 표시되는 한 쌍의 디스플레이를 구현할 수 있으며, 상기 한 쌍의 디스플레이 중 하나를 정지영상 표시용으로만 사용할 경우 나머지 디스플레이에 이미지 스티킹 현상이 발생되는 것을 방지하여 장수명화를 구현할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치(100)는 제 1기판(110) 상에 다수의 데이터선(DL) 및 주사선(GL), 제 1전원(ELVDD)선에 의해 구획된 영역 내에 화소(130)가 형성되고, 화소부(140)는 상기 다수의 화소(130)들로 구성된다.
본 발명의 실시예는 상기 각각의 화소(130) 내에 제 1 및 제 2유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)가 구비되며, 상기 제 1유기 발광 다이오드(132)는 제 1기판(110) 상에 형성되고, 제 2유기 발광 다이오드(212)는 제 2기판(210) 상에 형성됨을 특징으로 한다.
즉, 제 1기판(110) 상에 형성된 화소(130)들 즉, 화소부(140) 및 상기 화소들 내에 포함되고 제 1기판 상에 형성된 제 1유기 발광 다이오드(132)들은 제 1면으로 화상을 표시하는 제 1디스플레이부를 구현하고, 상기 제 1기판 상에 형성된 화소(130)들 및 상기 화소들 내에 포함되고 제 2기판(210) 상에 형성된 제 2유기 발광 다이오드(212)들은 제 2면으로 화상을 표시하는 제 2디스플레이부를 구현한다.
단, 상기 제 2디스플레이부를 구성하는 제 2유기 발광 다이오드(212)들은 상기 화소부(140)를 구성하는 화소(130)들과 동일 평면 상에 형성되지 않으므로, 이를 연결하기 위해 도전성의 탄소 나노 튜브 다발 또는 격벽 등으로 형성되는 연결부(미도시)를 이용할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 일 화소를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소(130)는 데이터선(DL) 및 주사선(GL)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(134)와 상기 화소회로(134)에 연결된 제 1 및 제 2유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)를 구비한다.
즉, 본 발명은 화소(130)가 화소회로(134) 및 상기 화소회로(134)에 연결되는 유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)가 2개 구비됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 1 및 제 2유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)의 애노드전극은 각각 화소회로(134)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속되며, 상 기 유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)는 화소회로(134)로부터 공급되는 전류에 대하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
단, 상기 제 1유기 발광 다이오드(132)는 제 1기판(도 2의 110) 상에 형성되고, 제 2유기 발광 다이오드(212)는 제 2기판(도 2의 210) 상에 형성되는 것으로, 상기 제 1기판 상에 형성된 제 1유기 발광 다이오드(132)들은 제 1면으로 화상을 표시하는 제 1디스플레이부를 구현하고, 상기 제 2기판 상에 형성된 제 2유기 발광 다이오드(212)들은 제 2면으로 화상을 표시하는 제 2디스플레이부를 구현한다.
상기 화소회로(134)는 주사선(GL)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(DL)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)로 공급되는 전류량을 제어한다.
이를 위해, 화소회로(134)는 제 1전원(ELVDD)과 제 1 및 제 2유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속된 구동 트랜지스터로서의 제 2트랜지스터(T2)와, 상기 제 2트랜지스터(T2), 데이터선(DL) 및 주사선(GL)의 사이에 접속된 제 1트랜지스터(T1)와, 제 2트랜지스터(T2)의 게이트전극과 제 1전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(T1)의 게이트전극은 주사선(GL)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(DL)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(T1)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다.
여기서, 제 1전극은 소오스전극 및 드레인전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소오스전극 으로 설정되면 제 2전극은 드레인전극으로 설정된다. 주사선(GL) 및 데이터선(DL)에 접속된 제 1트랜지스터(T1)는 주사선(GL)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(DL)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(T2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측단자 및 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(T2)의 제 2전극은 제 1 및 제 2유기 발광 다이오드(OLED)(132, 212)의 애노드전극에 접속된다.
이와 같은 제 2트랜지스터(T2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 제 1유기 발광 다이오드(132) 및/또는 제 2유기 발광 다이오드(212)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 상기 제 1유기 발광 다이오드(132) 및/또는 제 2유기 발광 다이오드(212)는 제 2트랜지스터(T2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
즉, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 유기 전계발광 표시장치에 구비되는 화소(130)는 하나의 화소회로(134)와 상기 화소회로(134)에 연결되는 2개의 유기 발광 다이오드(제 1 및 제 2유기 발광 다이오드)(132, 212)를 포함한다. 또한, 상기 제 1유기 발광 다이오드(132)는 제 1기판 상에 형성되고, 제 2유기 발광 다이오드(212)는 제 2기판 상에 형성되는 것으로, 상기 제 1기판 상에 형성된 제 1유기 발광 다이오드(132)들은 제 1면으로 화상을 표시하는 제 1디스플레이부를 구현하고, 상기 제 2기판 상에 형성된 제 2유기 발광 다이오드(212)들은 제 2면으로 화상을 표시하는 제 2디스플레이부를 구현함을 특징으로 한다.
단, 상기 제 2디스플레이부를 구성하는 제 2유기 발광 다이오드(212)들은 상기 화소부를 구성하는 화소(130)들과 동일 평면 상에 형성되지 않으므로, 이를 연결하기 위해 도전성의 탄소 나노 튜브 다발 또는 격벽 등으로 형성되는 연결부(미도시)을 이용할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소의 일 영역에 대한 단면도이다. 단, 도 4는 유기전계발광 표시장치의 화소 중 구동 트랜지스터와 이에 연결되는 제 1 및 제 2유기 발광 다이오드의 연결 관계를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소는 구동 트랜지스터(T2)와, 제 1유기 발광 다이오드(132)가 형성된 제 1기판(110)과, 상기 구동 트랜지스터(T2)와 연결부(300)를 통해 전기적으로 연결된 제 2유기 발광 다이오드(212)가 형성된 제 2기판(210)이 포함된다.
상기 제 1 기판(110)은 증착 기판(101) 및 증착 기판(101)상에 형성되는 화소가 포함되며, 상기 제 2기판(210)은 투명 기판(201) 및 상기 투명 기판(201) 상에 형성되는 제 2유기 발광 다이오드(212)가 포함된다.
이 때, 상기 화소는 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이 화소회로와 유기 발광 다이오드를 포함하여 구성되는 것이나, 도 4에서는 상기 화소회로에 포함되는 구동트랜지스터(T2)와 이에 연결되는 유기 발광 다이오드(132, 212)의 단면을 도시한다.
먼저, 증착 기판(101)상에 버퍼층(111)이 형성된다. 증착 기판(101)은 유리(glass) 등으로 형성되며 버퍼층(111)은 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 절연 물질로 형성된다. 한편, 버퍼층(111)은 외부로부터의 열 등의 요인으로 인해 증착 기판(101)이 손상되는 것을 방지하기 위해 형성된다.
버퍼층(111)의 적어도 어느 일 영역 상에는 액티브층(112a)과 소스 및 드레인 영역(112b)을 구비하는 반도체층(112)이 형성된다.
반도체층(112)을 포함하여 버퍼층(111) 상에는 게이트 절연층(113)이 형성되고, 게이트 절연층(113)의 일 영역 상에는 액티브층(112a)의 폭에 대응하는 크기의 게이트 전극(114)이 형성된다.
게이트 전극(114)을 포함하여 게이트 절연층(113) 상에는 층간 절연층(115)이 형성되며, 층간 절연층(115)의 소정의 영역 상에는 소스 및 드레인 전극(116a,116b)이 형성된다.
소스 및 드레인 전극(116a,116b)은 소스 및 드레인 영역(112b)의 노출된 일 영역과 각각 접속되도록 형성되며, 소스 및 드레인 전극(116a,116b)을 포함하여 층간 절연층(115)상에는 평탄화층(117)이 형성된다.
이 때, 상기 반도체층(112) 내지 소스 및 드레인 전극(116a,116b)이 앞서 언급한 구동 트랜지스터(T2)를 구현하는 것이다.
또한, 상기 평탄화층(117)에는 2개의 비아홀(118, 119)이 형성되며, 제 1비아홀(118)은 상기 평탄화층(117)의 일 영역상에 형성되는 제 1유기 발광 다이오드의 제 1전극(142)이 상기 소스 및 드레인 전극(116a,116b) 중 어느 하나의 노출된 일 영역과 접속되도록 한다.
또한, 제 2비아홀(119)은 상기 제 2기판(210)의 일 영역 상에 형성되는 제 2유기 발광 다이오드의 제 1전극(242)이 상기 소스 및 드레인 전극(116a,116b) 중 어느 하나의 노출된 일 영역과 접속되도록 한다.
단, 상기 제 2유기 발광 다이오드의 제 1전극(242)이 상기 소스 및 드레인 전극 중 어느 하나와 전기적으로 접촉되기 위해서는 도시된 바와 같이 제 1기판(110)과 제 2기판(210) 사이에 수직 형상으로 형성된 연결부(300)가 이용된다.
이 때, 상기 연결부(300)로는 탄소나노튜브 다발을 활용할 수 있다. 즉, 제 2유기발광 다이오드의 제 1전극(242)과 전기적으로 연결되도록 제 2기판(210) 상에 상기 제 2비아홀과 연결되는 평면상의 위치(즉, x,y 위치)에 탄소나노튜브를 형성하고 이를 수직 방향(-z방향)으로 정렬시킬 수 있다.
이렇게 탄소나노튜브를 형성 후 집속이온빔을 사용하여 단 몇 초안에 나노튜브를 원하는 방향으로 정확히 정렬시키는 기술은 기 보고된 바 있다. (ref. Bending of carbon nanotube in vacuum using a focused ion beam, Byong Chon Park, Ki Young Jung, Won Young Song, Beom-hoan O, Sang Jung Ahn, Advanced Materials, Vol.18, page 95-98, 2006.)
또한, 상기 연결부(300)는 탄소나노튜브 외에, 격벽 형태를 이용할 수도 있다. 이 때, 상기 격벽은 도전성 물질로 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1유기 발광 다이오드의 제 1전극(142)을 포함한 평탄화층(117) 상에는 제 1전극(142)의 적어도 일 영역을 노출하는 개구부(미도시)가 구 비된 제 1화소 정의막(120)이 형성된다.
마찬가지로, 상기 제 2유기 발광 다이오드의 제 1전극(242)을 포함한 제 2기판(210) 상에는 상기 제 1전극(242)의 적어도 일 영역을 노출하는 개구부(미도시)가 구비된 제 2화소 정의막(220)이 형성된다.
이 때, 상기 제 1화소 정의막(120) 및 제 2화소 정의막(220)이 형성되는 위치는 다양한 실시예에 따라 변경이 가능하다.
또한, 상기 제 1 및 제 2화소 정의막(120, 220)의 개구부 상에는 유기층(144, 244)이 형성되며, 상기 유기층(144, 244)을 포함하는 각각의 화소 정의막(120, 220)상에는 각각 제 2 전극층(146, 246)이 형성된다.
즉, 이를 통해 제 1유기 발광 다이오드(132)는 제 1기판(110) 상에 형성되어 제 1비아홀(118)에 의해 구동 트랜지스터(T2)의 소스 전극(116a) 또는 드레인 전극(116b)에 연결되고, 제 2유기발광 다이오드(212)는 제 2기판(210) 상에 형성되어 연결부(300) 및 제 2비아홀(119)에 의해 구동 트랜지스터(T2)의 소스 전극(116a) 또는 드레인 전극(116b)과 연결된다.
도 1은 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 일 화소를 나타내는 회로도.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소의 일 영역에 대한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 제 1기판 130 : 화소
132 : 제 1유기 발광 다이오드 210 : 제 2기판
212 : 제 2유기 발광 다이오드

Claims (7)

  1. 다수의 데이터선 및 주사선에 의해 구획된 영역 내에 형성된 화소 및 상기 다수의 화소들로 구성된 화소부가 포함되는 제 1기판과;
    상기 제 1기판과 소정 간격 이격되어 배치되는 제 2기판과;
    상기 각각의 화소에는 화소 회로 및 상기 화소 회로에 연결되는 한 쌍의 유기 발광 다이오드(제 1 및 제 2유기 발광 다이오드)가 구비되며,
    상기 제 1유기 발광 다이오드는 상기 제 1기판 상의 각 화소 영역에 형성되고, 제 2유기 발광 다이오드는 상기 제 1기판 상의 각 화소 영역에 대응되는 제 2기판 상의 영역에 형성됨을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기판 상에 형성된 제 1유기 발광 다이오드들은 제 1면으로 화상을 표시하는 제 1디스플레이부를 구현함을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2기판 상에 형성된 제 2유기 발광 다이오드들은 제 2면으로 화상을 표시하는 제 2디스플레이부를 구현함을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2유기 발광 다이오드들은 도전성의 연결부를 통해 상기 화소회로와 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제 1기판과 제 2기판 사이에 수직 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 연결부는 탄소 나노 튜브 다발로 구현됨을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 연결부는 도전성의 격벽으로 구현됨을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
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